Hvad er printplade montering (PCBA) omarbejdning?
Omarbejdning er processen med at reparere eller efterbehandle en elektronisk printplade montering (PCBA) ved at aflodde og genlodde overflademon terede komponenter (SMD), gennemgående teknologikomponenter (THT) eller printpladet selv.
Hvorfor omarbejdning for printplade monteringer (PCBA)?
Omarbejdning udføres manuelt for hånd eller ved en omarbejdningsstation af specialiseret personale trænet til at identificere og erstatte beskadigede eller defekte elektroniske komponenter samt reparere loddefejl. Nogle andre grunde til omarbejdning inkluderer forkert komponentplacering, dårlige loddepunkter, elektriske defekter på grund af elektrostatisk udladning (ESD) og eksponering for højspændingsstrøm.
Omarbejdning kan også være nødvendig hvis forfalskede eller renoverede dele er blevet leveret fra mæglere eller fri distribution hvilket fører til ikke-funktionelle eller semi-funktionelle elektroniske kort.
En anden grund til omarbejdning er en monteringsfejl lavet hos EMS-virksomheden. I andre tilfælde er det elektroniske design af kredsløbet årsagen til et ikke-funktionelt kort.
Omarbejdning af kort kan redde dyre printplade monteringer. Processen kan også bruges til at hjælpe med at afsløre (og reparere) produktionsfejl – og informationen indsamlet fra omarbejdning kan bruges til at forhindre disse fejl i at opstå i fremtiden. Omarbejdning af printplade monteringer er standard på tværs af alle brancher.
Hvad gør omarbejdning udfordrende?
Printplade monteringer har typisk både overflademonterede (SMD) komponenter samt gennemgående teknologi (THT) komponenter der monteres for hånd eller med en bølgeloddeproces. Da færdige kort har begge typer komponenter kan kortene ikke længere placeres i reflowovnen – dette ville beskadige THT-komponenterne. Af denne grund kan en speciel omarbejdningsstation være nødvendig. Dette er især sandt for finpitch eller BGA komponenter.
Hvorfor ikke bare aflodde og genlodde for hånd?
Noget omarbejdning gøres for hånd men der er mange grunde til at en helt manuel proces for aflodning og genlodning muligvis ikke er egnet til omarbejdning af printplade monteringer:
- Elektroniske komponenter eller printplader kan beskadiges under aflodningsprocessen.
- Håndlodning kan sætte mere stress på elektroniske komponenter og printplader på grund af inkonsekvent eller overdreven anvendelse af varme.
- Håndlodning er meget dyrt og tidskrævende.
- Håndlodning er ikke en defineret proces der systematisk kan reproduceres. Reproducerbarhed af resultater er en vigtig aspekt af kvalitetssikring især for problematiske printplade monteringer.
- Nogle elektroniske komponenter (BGA, FPGA, etc.) kan ikke placeres manuelt med håndlodning – et præcisionskamera og præcision pick-and-place er nødvendig for at lodde disse dele.
Vores omarbejdningsstation: ERSA HR550
Vi har en ERSA HR550 omarbejdningsstation hos ESO Electronic. Dette er en guidet omarbejdningsstation der bruger et infrarødt varmesystem til at applicere varme på kortene fra både top og bund. Det indbyggede kamerasystem giver computerassisteret komponentplacering. En integreret vakuumpipette og kraftsensor muliggør nøjagtig komponentfjernelse og placering. Et proceskamera fanger hele loddeprocessen og dokumenterer de trin der udføres for hvert omarbejdningsjob.
Hvad skal overvejes før omarbejdning startes?
Følgende forberedende trin skal tages før omarbejdning af printplade monteringer påbegyndes:
- Elektroniske komponenter og printplader skal bages for at sikre at de ikke har nogen fugtighed som kunne føre til beskadigede kredsløb efter ekspansion af vanddamp.
- THT-komponenter skal beskyttes mod varme ved applicering af reflekterende materiale eller tape eller de skal muligvis fjernes og genloddes efter omarbejdningsprocessen.
- Omarbejdningsteknikeren skal identificere hvilken/hvilke komponent(er) der skal omarbejdes inklusive deres position og pakning/kabinet.
- Omarbejdningsteknikeren skal tjekke producentens datablad for at sikre at maksimum temperaturen for komponenten ikke overskrides.
- Omarbejdningsteknikeren skal identificere tykkelsen af printpladet lagantallet den endelige kobbertykkelse og tætheden af monteringen for at bestemme det korrekte program for passende varmeapplicering.
- Passende aflodnings- og loddningsprogram skal vælges på omarbejdningsstationen. Omarbejdningsstationen tilbyder standardprogrammer men i specielle tilfælde kan omarbejdningsstationoperatøren også vælge sit eget tilpassede program.
Hvad er omarbejdningsprocessen for PCBA?
Følgende trin udføres for at omarbejde printplade monteringer på en omarbejdningsstation:
- Printpladet placeres i omarbejdningsstationen og sikres i omarbejdningsrammen.
- Den elektroniske komponent der skal omarbejdes positioneres med en laserstråle.
- Temperatursensor placeres ved siden af kortet. Denne overvåger temperaturen under aflodnings- og loddningsprocessen.
- Maskinen går derefter igennem hvert trin i omarbejdningsprogrammet. Trinene vises på maskinens skærm for arbejderen at følge. Hvert trin optages også med et kamera.
- Under aflodningsfasen opvarmer maskinen printpladet indtil loddetinnet bliver flydende.
- I næste trin fjerner maskinen komponenten fra kortet og placerer den på et bakke.
- Nu kan arbejderen inspicere loddepadder og rengøre dem om nødvendigt.
- Arbejderen placerer derefter erstatningskomponenten på bakken. Omarbejdningsstationens monteringshoved kan nu optage komponenten.
- Ved hjælp af sit kamerasystem justerer monteringshovedet præcist delen til positionering på printpladet. Arbejderen sikrer korrekt positionering og polaritet.
- I næste trin placerer monteringshovedet komponenten på kortet og lodder den til printpladet.
- Processen optages. Dokumentation af omarbejdningsjobbet kan arkiveres og/eller leveres til kunden.
Hvor meget loddetin har du brug for til omarbejdning?
For BGA skal loddepadderne på printpladerne rengøres meget omhyggeligt. BGA er lavet af mange små loddekugler og dette betyder at de normalt ikke har brug for ekstra loddetin til montering da loddetinnet er indbygget i deres design. Hvis yderligere loddetin appliceres vil BGA ikke sidde fladt på printpladet eller kan forårsage en kortslutning. Hvis der derimod appliceres for lidt loddetin kan kuglen muligvis ikke lodde hvilket resulterer i et åbent kredsløb.
For andre elektroniske komponenter er det normalt tilfældet at tilbageværende loddetin fra det foregående loddeforsøg vil være nok til at lodde den nye komponent. Yderligere loddepasta flu eller flux-gel kan appliceres efter behov.
Hvordan ved du om PCBA omarbejdning var vellykket?
Efter omarbejdning af en printplade montering er der stadig nogle tests der skal udføres. For BGA og andre elektroniske komponenter med ledninger i bunden bør delene røntgenes efter omarbejdning. Dette er fordi du ikke kan se om alle ledninger er korrekt loddet med visuel inspektion da ledningerne er under komponenten. En anden måde at inspicere BGA på er at bruge et side-mikroskop hvilket gør det muligt at kigge mellem det lille mellemrum mellem printpladet og BGA. De første to rækker inspiceres med fokus-skift og stierne mellem loddekuglerne inspiceres med gennemgående lys (hvis lyset går igennem er der ingen kortslutning).
Andre elektroniske komponenter kan inspiceres med mikroskopkontrol. Kortene kan også testes for funktionalitet ved hjælp af standardprotokollen. Loddepunkter kan rengøres efter behov. Omarbejdningsprocessen bør også dokumenteres og leveres til kunden efter behov.
I de fleste tilfælde kan korrekt omarbejdede kort ikke skelnes fra ikke-omarbejdede kort og har samme forventede levetid som ikke-omarbejdede kort.